的宏观运动可以是由温差引起的自然对流,也可以是人为造成的强制流动。在工业生产中大量遇到的是流体在流过固体表面时与该表面所发生的热量交换。这种热量交换是流体的对流与导热联合作用的结果,称之为对流给热。对流传热过程若热流体与冷流体分别沿间壁两侧平行流动,则两流体的传热方向与其流动方向垂直。在垂直于流动方向上任取一截面,观察该截面的温度分布。若两侧流体为湍流流动这样热流体湍流主体的最高温度 T 便降至冷流体湍流主体的最低温度 t。当流体作湍流流动时,不管湍流主体的湍动程度多大, 紧靠壁面处总有一薄层流体沿着壁面作层流流动化工单元操作 流体与固体壁面之间的对流传热过程,其热阻主要集中在层流底层中。膜理论模型假设膜内为层流流动,而膜外为湍流,即把所有热阻都集中在有效膜中。这一模型称为对流传热的。当流体的湍动程度增大,则有效膜厚度δ t会变薄,在相同的温度差条件下,对流传热速率会增大。化工单元操作 牛顿冷却定律由于对流传热是一个复杂传热过程,影响因素较多,有效膜厚度δ难以测定,但各种情况的对流传热速率均可用牛顿冷却定律表示: 1 t Q A t A ???? ??或者 q t ?? ??——给热系数, 亦称为对流传热系数或膜系数?????热流体Δt = T- T w冷流体Δt = t w -t 讨论◆牛顿冷却定律的作用将复杂的对流传热过程的传热速率 Q 归结为与推动力和热阻的关系,公式简单。因此如何求取的对流传热系数α成为解决对流传热问题的关键。牛顿冷却定律的地位、评价该定律并非理论推导的结果,它只是一种推论,即假设??,实际上,热流密度 q 并不与温度差成正比,对流传热系数也并不为常数而与Δt有关。 q t ??与热传导公式相比: 此式表明一个对流传热过程可相当于一个导热过程,但此处的δ并不是实际的流体层厚度,而是某个虚拟的当量的流体层厚度,称为有效膜厚度。
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